2021 Fiscal Year Research-status Report
Study of intuitive understanding of astrophysics using a spectroscopic eyepiece system
| Project/Area Number |
20K03266
|
|---|
| Research Institution | Gunma Astronomical Observatory |
|---|
Principal Investigator |
橋本 修 群馬県立ぐんま天文台, その他部局等, 研究員 (20221492)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 光 群馬県立ぐんま天文台, その他部局等, 研究員 (20356132)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 天体物理学 / 恒星物理 / 分光スペクトル / 公開天文台 / 観察用望遠鏡 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
天体の客観的な物理情報の多くは分光観測によるスペクトルの分析から得られることが一般的であり、分光観測は天体物理学を理解し実践するうえでの最重要な基礎となっている。初学者にとってその理解は必ずしも容易ではないところが難点であるが、天体のスペクトルやその色は視覚的に印象的であるため、これらを自らの眼の視覚として経験することができれば、天体物理学における分光学的研究が持つ本質的な意味をより直観的かつ正確に理解することが可能になる。
そのような機会を実際に提供するため、分光画像と直接像の色を同時に観察できる接眼分光器を開発し、それを用いた直感的な天体物理学の教育プログラムを試行してきた。接眼分光器を通じての直接像に見られる対象天体の色と分光されたスペクトル画像を同時に比較しながらの観察は、やや難解な天体分光の本質を直観的に理解するうえで極めて効果的な手段であることが明らかになってる。当初は強力な集光能力を最大限に活用すべく、観望機能を持つ望遠鏡として世界最大級の口径である150cm級の望遠鏡を対象に接眼分光器を開発し、実戦的な教育プログラムに利用してきた。しかし、比較的明るい天体を選べば、より小型の望遠鏡でも同種の教育プログラムを実践できる可能性が経験の中で明らかになってきた。
そこで、口径 50cmから100cm程度の望遠鏡でも効果を発揮できる新装置の開発を行い、それを利用した可能性の調査を行うことが本研究の目的である。その結果、期待どおりの効果が発揮されることが確認されただけでなく、当初想定していたよりも小さい、 30cm級の望遠鏡でも活用が可能であることが示された。装置が大幅に軽量化され、低コスト化も実現していることから、想定よりも遥かに多種多様な望遠鏡での実践機会があることが判明した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に開発・製作した口径50cm-100cmの望遠鏡を主な対象とした新たな接眼分光器の試作機を用いて様々な可能性を試した。製作当初は分光画像が広がる幅や直接画像の見え方などに若干の不具合があったが、原因を調査したうえでこれらのひとつひとつを修正し、改めて実際の試験観察に適用している。細かな部分の修正と改良を加えることによって、期待された特性と性能がほぼ完全に実現されていることが確認されている。
適切な天体を選択すれば、口径30cm級の望遠鏡でもここで提案している天体物理学の教育プログラムを十分実践できることが見出されたことは想定以上の成果であった。また、150cm級の大型望遠鏡でも、その規模に最適化して製作した前世代の接眼分光器ともそれほど遜色のない特性で利用できることも確認された。新しく開発した中小口径向けの接眼分光器は、想定よりも多様な規模の望遠鏡での利用が可能であることが実践から明らかになった。150cm級望遠鏡に最適化した初代接眼分光器よりも遥かに軽量としているため、30cm級の望遠鏡での取扱いにも大きな支障はない。当初の想定である中小口径の範囲を大きく超えた万能型の汎用装置となっている。小型化とともに特殊な部品を避け、一般的な汎用部品を多用するなどの工夫により装置の製作コストも大幅に削減することにも成功しており、ここで提案する教育手法をより多くの現場で実践する機会を提供できることが期待できる。
このような特徴をさらに発揮させるためには、当初の計画どおり、ぐんま天文台以外の施設も含む多種多様な望遠鏡を用いた実践を通じての調査が望まれるところである。しかし、ウィルス感染の影響で、この方面の活動はほぼ実施できておらず、今後の課題となっている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
新しく開発した接眼分光器は、当初想定していた口径50-100cm級望遠鏡のみならず、30cmから150cm級までの極めて多種多用な望遠鏡での活用が可能であることが明らかになった。ウィルス感染の影響で、これまでのところはぐんま天文台に存在する望遠鏡のみを用いて調査を行ってきたが、今後は各地の公開天文台や大学のキャンパスなどにある性能や特質が異なる各種多様な望遠鏡に取り付けての調査を実施する予定である。接眼分光器を活用した直観的で効率的な天体物理学の教育の機会をより広く多くの現場に提供することが本研究の本質的な目標である。どうしても多種多様な望遠鏡での実践的調査が不可欠である。当初の想定よりも遥かに多くの望遠鏡での活用できる可能性が示されている。感染状況にも留意しながら、より広い可能性を模索するつもりである。
また、これまでの進捗や成果は論文などの出版物や学会、研究会などで随時報告する予定である。学会や国際会議は、多くの関係者と様々な可能性や問題点を議論できる機会でもあり、ウィルス感染が流行する状況であっても、そのような機会を最大限活用でるよう努力したいと考えている。
|
| Causes of Carryover |
異なる環境にある様々な天文台の多様な望遠鏡を用いて、本研究で開発した接眼分光器の試作機の性能や有効性の確認と具体的な教育プログラムの実践を調査する計画であったが、主にウィルス感染の影響で外部に出かけることが困難になってしまった。国際会議や学会などでの発表や議論の機会も奪われることとなったため、旅費や外部での活動に準備していた予算を執行することができなかった。
|
